Efectos protectores de la Cistanche Tubulosa contra la degradación del colágeno de fibroblastos dérmicos inducida por H2O2/UVB a través de la señalización de TGF/Smad mediada por Hsa-microRNA-4535-
May 10, 2023
ABSTRACTO
Este estudio tuvo como objetivo investigar el mecanismo subyacente a los efectos protectores de la cistanche contra el daño inducido por H2O2/UVB utilizando modelos de fotodaño in vitro e in vivo. Además, identificamos la participación de la regulación de miRNA en este proceso. Los fibroblastos dérmicos humanos HS68 tratados con H2O2/UVB y los ratones desnudos C57BL/6J inducidos con UVB se utilizaron como modelos in vitro e in vivo de fotodaño. Los resultados mostraron quetratamiento de cistanchealivió la reducción inducida por H2O2/UVB en la viabilidad celular, el deterioro de la señalización de TGF/Smad y el envejecimiento dérmico. Según los resultados de los análisis de matriz de microARN y las búsquedas en bases de datos, se identificó has-miR-4535 como un miARN candidato potencial que se dirige a Smad4. invitro,tratamiento de cistancheactivó el complejo Smad2/3/4 e inhibió la expresión de hsa-miR-4535 en células expuestas a H2O2/UVB. In vivo, la aplicación tópica de dosis bajas (12 mg/kg) y altas (24 mg/kg) de cistanche en la piel dorsal de ratones desnudos C57BL/6J alivió significativamente el fotodaño cutáneo inducido por UVB al promover la señalización de la síntesis de colágeno TGF/Smad. reduciendohiperplasia epidérmica, formación de arrugas ysenescencia de la piel, así comoinhibiendo la expresión de hsa-miR-4535. En conjunto, nuestros hallazgos indican un vínculo entre hsa-miR-4535 y la señalización de la síntesis de colágeno TGF/Smady sugerir que estos factores estén involucrados en lamecanismo fotoprotector deCistancheen fibroblastos dérmicoscontra H2O2/Envejecimiento inducido por UVB. La evidencia indicó queCistancheconpropiedades antienvejecimientopuede serconsiderado como un suplemento en productos para el cuidado de la piel.

Haga clic aquí para obtener productos antienvejecimiento Cistanche
INTRODUCCIÓN
Los signos clínicos del envejecimiento de la piel humana incluyen aumento de las arrugas, laxitud y pigmentación irregular [1]. El proceso de envejecimiento de la piel es complicado y se puede dividir en dos tipos: envejecimiento intrínseco y envejecimiento extrínseco. El envejecimiento intrínseco se debe al paso del tiempo y factores genéticos, mientras que el envejecimiento extrínseco, también llamado fotoenvejecimiento, resulta principalmente de la exposición a la radiación ultravioleta [2, 3]. Estudios previos han demostrado que se generan abundantes especies reactivas de oxígeno (ROS) durante el envejecimiento intrínseco y extrínseco. La acumulación de ROS puede inducir la señalización de la proteína quinasa activada por mitógeno (MAPK) y activar su factor de transcripción aguas abajo, la proteína activadora-1 (AP-1). El AP-1 activado puede trasladarse al núcleo y unirse a las regiones promotoras de las metaloproteinasas de matriz (MMP) [4]. Las MMP son un gran grupo de endopeptidasas dependientes de zinc que contribuyen a la degradación de la matriz extracelular (ECM) de la dermis de la piel. En particular, MMP-1, una colagenasa, participa en la escisión de los tipos de colágeno I y III [5]. Los tipos de colágeno I y III, los principales componentes de la ECM, son capaces de conferir soporte y fuerza a la dermis de la piel y su desorden conduce a las características arrugas y laxitud de la piel envejecida [6]. El factor de crecimiento transformante beta (TGF) es una citocina omnipresente y potente con tres isoformas diferentes, TGF 1, TGF 2 y TGF 3, que puede regular positivamente la síntesis de colágeno en la dermis de la piel humana [2]. Los TGF inician su señal interactuando con complejos receptores de serina/treonina quinasa de superficie celular específicos, incluidos los receptores de TGF tipo I (T RI) y II (T RII). La fosforilación de T RI desencadena la fosforilación de R-Smads (Smad2 y Smad3). Los R-Smads activados interactúan con Smad4 para regular la translocación de su núcleo y activar transcripcionalmente los tipos de colágeno I y III a través de la unión a los promotores de los elementos de unión a Smad (SBE) [7, 8]. La creciente evidencia indica que la generación elevada de ROS, inducida por el fotoenvejecimiento intrínseco, contribuye al deterioro de la vía de señalización de TGF/Smad, lo que a su vez da como resultado una síntesis reducida de colágeno en los fibroblastos dérmicos de la piel humana [9, 10].

la cistanche (3,5,7-trihidroxiflavona), un miembro natural de la familia de los flavonoides, abunda en Alpinia officinarum y propóleos. la cistanche es un candidato potencial para el tratamiento del accidente cerebrovascular isquémico, la diabetes y diferentes tipos de cáncer [11–13]. Además, la cistanche posee actividades antiinflamatorias y de eliminación de radicales [14, 15]. Anteriormente demostramos que la cistanche redujo la inflamación inducida por H2O2-y promovió la formación de colágeno a través de las vías de señalización del receptor del factor de crecimiento similar a la insulina 1 (IGFI-R)/ERK1/2 en las células HS68 [16, 17]. Además, un estudio indicó que la cistanche se identificó como un compuesto de Alpinia officinarum y posee efectos inhibidores de la colagenasa en las células de fibroblastos dérmicos [18]. Sin embargo, se desconoce un mecanismo molecular más detallado relacionado con la forma en que la cistanche regula el envejecimiento dérmico de la piel.
Los microARN (miARN) son un grupo de pequeñas moléculas de ARN no codificantes de una sola hebra con una longitud promedio de 22 nucleótidos. Los miARN maduros se transcriben a partir de secuencias de ADN. En la mayoría de los casos, los miARN maduros se unen a las regiones 3′ no traducidas (UTR) de los ARNm diana para silenciar la traducción del ARNm [19]. En la piel humana, los miARN desempeñan funciones cruciales en la regulación del metabolismo celular, el cáncer, la senescencia y la formación de colágeno [20–23]. Por ejemplo, miR-377 puede inducir la senescencia de los fibroblastos dérmicos mediante la inhibición de la expresión de la ADN metiltransferasa 1 (DNMT1), lo que posteriormente conduce a una menor metilación en el promotor p53 y la senescencia de los fibroblastos dérmicos [22]. El perfil de miARN en el daño inducido por UVB en la piel humana
Las células de la papila (nHDP) se investigaron previamente [24]. Sin embargo, se desconoce en gran medida cómo la senescencia de fibroblastos dérmicos inducida por UVB a través de la regulación de miARN, especialmente en la participación de compuestos naturales. Este estudio tuvo como objetivo investigar los efectos protectores de la cistanche contra el daño dérmico inducido por H2O2/UVB, así como el papel de la degradación del colágeno mediada por microARN en este proceso. Además, nuestro objetivo fue identificar los microARN involucrados en la regulación de la síntesis de colágeno.
RESULTADOS
cistanche inhibe la citotoxicidad inducida por UVB/H2O2-en fibroblastos dérmicos humanos HS68
Para investigar la citotoxicidad de la cistanche (Figura 1A) in vitro, se trataron células HS68 con diferentes dosis de cistanche (0, 10, 20, 30, 40, 50 μM) durante 24 h. Los resultados del ensayo MTT mostraron que la cistanche no era citotóxica para las células HS68 (Figura 1B). A continuación, expusimos las células HS68 a diferentes dosis de H2O2 (0, 100, 150, 200, 250, 300 μM) y UVB (0, 25, 30, 40, 50, 60 mJ/cm²) durante 24 h. El tratamiento con H2O2 y UVB disminuyó la viabilidad celular de manera dependiente de la dosis (Figura 1C, 1D). Para evaluar las propiedades citoprotectoras de la cistanche después de la exposición a H2O2 y UVB, tratamos células HS68 con diferentes concentraciones de cistanche (10, 20, 30 μM) después de H2O2- (200 μM) e inducida por UVB (40 mJ/cm²). ) daño. Tratamiento con H2O2 o UVB solo
Efectos en células HS68.
Para determinar si la disminución de la viabilidad celular se debió a la muerte celular o a la inhibición del crecimiento, verificamos la expresión de varios marcadores de apoptosis y supervivencia mediante transferencia Western en células HS68 expuestas a diferentes dosis de H2O2 (50, 100, 200, 300, 400 μM) durante 24 h. Encontramos una expresión significativamente menor de marcadores de supervivencia, como p-Akt, y una mayor expresión de

Figura 1. La cistanche inhibe la citotoxicidad inducida por UVB/H2O2-en fibroblastos dérmicos humanos HS68. (A) La estructura química de la cistanche. (B) Viabilidad celular de células HS68 tratadas con diferentes concentraciones de cistanche (10, 20, 30, 40, 50 µM ) durante 24 horas. (C y D) Viabilidad celular de células HS68 expuestas a diferentes dosis de H2O2 (100, 150, 200, 250, 300 µM) o irradiadas con UVB (25, 30, 40, 50, 60 J/cm2) durante 24 h. (E y F) Viabilidad celular de células HS68 expuestas a H2O2 (200 µM) o irradiadas con UVB (40 J/cm2) durante 1 h y luego tratadas con cistanche (10, 20, 30 µM) durante 23 h. Los efectos citoprotectores de la cistanche se determinaron mediante el ensayo MTT. A las células de control se les asignó un 100 por ciento de viabilidad. Los valores se muestran como media ± SE. Se muestra la cuantificación de los resultados (n=3) *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001 frente a células de control no tratadas; ##P < 0,01, ###P < 0,001 frente a células tratadas con H2O2 o UVB.

La señalización de TGF/Smad favorece la formación de colágeno en los fibroblastos dérmicos de la piel humana [25–27]. Por lo tanto, investigamos el papel de la cistanche en la síntesis de colágeno a través de la vía TGF/Smad en células HS68 expuestas a H2O2. Los resultados de la transferencia Western indicaron que la cistanche mejoró significativamente la señalización de TGF/Smad, así como la síntesis de colágeno en células HS68 expuestas a H2O2-(Figura 4A). Además, la desorganización del colágeno tipo I y III es una de las características típicas de los fibroblastos cutáneos envejecidos [28]. Dado que la familia MMP ha estado implicada en el catabolismo del colágeno [29], a continuación confirmamos la influencia de la cistanche en la activación de MMP-1. Descubrimos que la cistanche previno la degradación del colágeno en las células HS68 al suprimir el nivel de MMP mejorado con H2O2--1 (Figura 4A).
Además, identificamos el mecanismo molecular subcelular que subyace a esta acción protectora al comparar las células HS68 tratadas con H2O2 solo o cotratadas con cistanche mediante inmunotransferencia y tinción de inmunofluorescencia. el tratamiento con cistanche mejoró la acumulación nuclear de p-smad2/3 y Smad4 que se vio interrumpida por la exposición a H2O2 en células HS68
(Figura 4B, 4C). Estos hallazgos indicaron que la cistanche puede mejorar la fragmentación de colágeno inducida por H2O2-activando la vía TGF/Smad en las células HS68.


Figura 4. La cistanche atenúa el deterioro de la vía de síntesis de colágeno TGF/Smad inducido por H2O2-en células HS68. (A) Las células HS68 se expusieron a H2O2 (200 µM) durante 1 hy luego se trataron con cistanche (30 µM) durante 23 h. La expresión de proteínas de los componentes de la vía relacionados con la síntesis de colágeno (TGF, p-smad2/3, Smad4, COL1A1, COL3A1) y la proteína relacionada con la degradación de colágeno (MMP-1) se detectaron mediante transferencia Western. (B) La expresión proteica de p-smad2/3, Smad4 en las fracciones nuclear y citosólica se detectó mediante transferencia Western. Se usó GAPDH como control de carga. Los valores se muestran como media ± SE. Se muestra la cuantificación de los resultados (n=3) *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001 vs. células de control no tratadas; #P < 0,05, ##P < 0,01, ###P < 0,001 frente a células tratadas con H2O2-. (C) Anti-p-Smad2/3, anticuerpo Smad4 y anticuerpo secundario conjugado con FITC/PE se usaron para detectar la expresión de p-Smad2/3 (verde), Smad4 (rojo). DAPI indicó la ubicación del núcleo (azul). Las imágenes fueron capturadas usando un microscopio de fluorescencia (200x).

Para determinar aún más los mecanismos por los cuales hsa-miR-4535 ejerce su efecto sobre la expresión de Smad4 y su señalización posterior en células HS68, transfectamos células HS68 con imitadores o inhibidores de hsa-miR-4535 y medimos Smad4 y su expresión de colágeno corriente abajo. Los resultados demostraron que la inhibición de hsa-miR-4535 por el inhibidor de hsa-miR-4535 revirtió significativamente la regulación a la baja del ARNm de Smad4 y la expresión de proteínas en células HS68 tratadas con H2O2- (Figura 7A–7C) . Además, la supresión de hsa-miR-4535 restauró parcialmente el deterioro de COL1A1 y COL3A1 inducido por H2O2-en células HS68 tratadas con H2O2-(Figura 7C).
Por el contrario, la expresión mejorada de hsa-miR-4535 como resultado de la transfección mímica de hsa-miR-4535 bloqueó la regulación positiva de Smad4 mediada por cistanche en células HS68 expuestas a H2O2 (Figura 7D–7F). La sobreexpresión de tiene miR-4535 redujo parcialmente los niveles de COL1A1 y COL3A1 inducidos por cistanche (Figura 7F). La sobreexpresión de hsa-miR-4535 (Figura 8A–8C) o la inhibición de Smad4 por siRNA (Figura 8D, 8E) resultó en una reducción de la síntesis de colágeno bajo el tratamiento con cistanche después de la exposición al H2O2. Sorprendentemente, encontramos que tanto Smad4 directo
el silenciamiento y los tratamientos con hsa-miR-4535 imitan la síntesis de colágeno inducida por cistanche invertida en células HS68 tratadas con H2O2-. En conjunto, llegamos a la conclusión de que la cistanche regula la síntesis de colágeno, potencialmente a través de la disminución del nivel de hsa-miR-4535 para mejorar la señalización de Smad4 en las células HS68 expuestas a H2O2.

Figura 5. Hsa-miR-4535 apunta a Smad4. (A) La expresión de microARN en células HS68 tratadas con cistanche se evaluó mediante micromatrices. (B) Diagrama de Venn que representa candidatos potenciales de ARNm que pueden ser regulados por hsa-miR-4535 según las bases de datos miRDB y TargetScanHuman. Análisis de secuencia de sitios de unión a miARN putativos en ARNm de Smad4-3′-UTR para hsa-miR-4535. Las coincidencias se indican mediante líneas rectas. (C) Las células HS68 se cotransfectaron con Smad4-3′-UTR-WT (tipo salvaje; 0.5 µg/mL) más hsa-miR-4535 mimic (2{ {25}} nM) o Smad4-3′-UTR MT (mutante; 0.5 µg/mL) más hsa-miR-4535 imitador (20 nM) durante 24 h. Se determinó la actividad de luciferasa y se normalizó a la de Renilla. Se muestra la cuantificación de los resultados (n=3); ***P < 0,001, frente al grupo mimético Smad4-3′-UTR-MT más hsa-miR-4535. G1=control, G2=cistanche (10 μM), G3=cistanche (30 μM)
Los resultados de la transferencia Western confirmaron que la cistanche suprimía la expresión de MMP-1 potenciada por UVB en células HS68 (Figura 9A). Además, aclaramos el efecto antienvejecimiento de la cistanche en células HS68 sujetas a exposición a UVB al demostrar que la cistanche reduce la elevación inducida por UVB de los niveles de p16 y p21 (Figura 9A). Para evaluar si la cistanche podría atenuar la descomposición del colágeno inducida por UVB a través de la inhibición de hsa-miR-4535 dirigido a Smad4, investigamos los niveles de hsa-miR-4535 y Smad4 en células tratadas conjuntamente con UVB y cistanche mediante qPCR. Descubrimos que la expresión de hsa-miR-4535 estaba significativamente aumentada en células expuestas a UVB, pero disminuyó después del tratamiento con cistanche. Por el contrario, la expresión de Smad4 fue suprimida por la exposición a UVB y esta supresión fue marcadamente revertida por el tratamiento con cistanche (Figura 9B, 9C). En conjunto, nuestros hallazgos sugirieron que la cistanche ejerce efectos similares a los del H2O2 para restaurar la disminución de la formación de colágeno inducida por UVB al reprimir los niveles de hsa-miR-4535 para promover la señalización de Smad4 en las células HS68.
Además, la aplicación de cistanche rescató la expresión de las proteínas TGF, p smad2/3 y Smad4 en tejido cutáneo afectado por UVB (Figura 12C). Nuestros hallazgos indicaron que la cistanche podría potencialmente proteger la piel de los daños inducidos por los rayos UVB al inhibir hsamiR-4535 para mejorar la expresión de Smad4 para la activación de P-smad2/3 para finalmente promover la síntesis de colágeno (Figura 13).

Figura 9. Cistanche mejora la vía de síntesis de colágeno TGF/Smad y atenúa la senescencia dérmica, así como la inhibición de la expresión de hsa-miR-4535 en células HS68 expuestas a UVB. Las células HS68 se expusieron a UVB (40 mJ/cm2) y luego se trataron con cistanche (30 µM) durante 23 h. (A) Expresión de proteínas de los componentes de la vía relacionados con la síntesis de colágeno (TGF, p-smad2/3, Smad4, COL1A1, COL3A1), proteína relacionada con la degradación de colágeno (MMP{{20}}) y senescencia. los marcadores asociados (p16 y p21) fueron detectados por western blot. Se usó GAPDH como control de carga. (B y C) La expresión de ARN de hsa-miR-4535 y Smad4 se detectó mediante qRT-PCR. Los valores se muestran como media ± SE. Se muestra la cuantificación de los resultados (n=3) *P < 0.05, **P < 0.01, frente a células de control no tratadas; #P < 0,05, ##P < 0,01 frente a células expuestas a UVB.
Pregunta por más:
Correo electrónico:wallence.suen@wecistanche.com whatsapp: más 86 15292862950






